(57)【要約】【課題】簡素な構成にて、より安定した滑りトルクを発生させることのできるステアリング装置を提供すること。【解決手段】キーリング３１は、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）を構成する第２軸９と第３軸２５とがスプライン嵌合により連結された部位の径方向外側、軸方向において略同一位置に圧入される。【選択図】図２
2010105653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを伝達するステアリングシャフトと、圧入により前記ステアリングシャフトに嵌合されるとともにその外周にはロックバー挿入部が形成されたキーリングとを備え、前記キーリングは、前記ロックバー挿入部に対するロックバーの挿入により、前記ステアリングシャフトとの間の嵌合部が発生する摩擦力に基づき該ステアリングシャフトの回転を規制するとともに、前記摩擦力を超える前記操舵トルクの入力により摺動して、該摺動する際に生ずる前記摩擦力に対応した滑りトルクでの前記ステアリングシャフトの回転を許容するステアリング装置であって、
前記ステアリングシャフトは、複数の軸状部材を連結してなるとともに、
前記キーリングは、前記各軸状部材が嵌合により連結された部位の径方向外側において前記圧入されること、を特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトの途中には、トーションバーが設けられるものであって、
前記キーリングが前記圧入される部位は、前記トーションバーの固定部であること、
を特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置において、
前記ロックバー挿入部は、前記ステアリングシャフトに対する圧入部の径方向外側に形成されること、を特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のステアリング装置において、
前記キーリングは、径方向への押圧力を発生する環状のバネ部材を介して前記ステアリングシャフトに前記嵌合されるものであって、該キーリングの端部内周には、鍔部が設けられること、を特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーロック機構を構成するキーリングを備えたステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、車両用のステアリング装置には、その盗難を防止する観点から、イグニッションキー未挿入時におけるステアリングシャフトの回転を規制するキーロック機構（ステアリングロック機構）が設けられている。
【０００３】
一般的に、このようなキーロック機構は、操舵トルクが伝達されるステアリングシャフトの外周に圧入嵌合されたキーリングにロックバーを挿入することにより、当該キーリングの回転を禁止して、その圧入部の摩擦力に基づきステアリングシャフトの回転を規制する。そして、その摩擦力を超える操舵トルクが入力された際には、当該キーリングが摺動することにより、該摺動する際に生ずる前記摩擦力に対応した滑りトルクでのステアリングシャフトの回転を許容して、キーロック機構の損傷を防止するように構成されている。
【０００４】
ところで、多くの場合、ステアリングシャフトには、軽量化の観点から中空シャフトが用いられる。しかしながら、このような中空シャフトは剛性が低く、キーリングの圧入時に僅かに変形する可能性があり、これにより、安定した上記滑りトルクを発生させることができなくなるおそれがある。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１には、そのステアリングシャフトにおけるキーリングが圧入される部位（及びキーリングの圧入部）に特殊な焼き入れ加工を施すことにより、当該キーリングが圧入される部位の剛性を高める手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３３５１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術に示されるような特殊な焼入れ加工は、その製造工程の増加に伴う煩雑化及び製造コストの上昇要因となる。また、より高い水準での安定した滑りトルクの確保を求めるならば、必ずしも十分とは言い切れないのが実情であり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、より安定した滑りトルクを発生させることのできるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵トルクを伝達するステアリングシャフトと、圧入により前記ステアリングシャフトに嵌合されるとともにその外周にはロックバー挿入部が形成されたキーリングとを備え、前記キーリングは、前記ロックバー挿入部に対するロックバーの挿入により、前記ステアリングシャフトとの間の嵌合部が発生する摩擦力に基づき該ステアリングシャフトの回転を規制するとともに、前記摩擦力を超える前記操舵トルクの入力により摺動して、該摺動する際に生ずる前記摩擦力に対応した滑りトルクでの前記ステアリングシャフトの回転を許容するステアリング装置であって、前記ステアリングシャフトは、複数の軸状部材を連結してなるとともに、前記キーリングは、前記各軸状部材が嵌合により連結された部位の径方向外側において前記圧入されること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、各軸状部材間の接続部については、当該接続部以外の部位よりもその剛性が高くなるように形成するのが一般的である。そして、その接続が嵌合による場合、両者が中空状に形成されている場合であったとしても、当該嵌合部分については、その肉厚が厚くなることで剛性が高まるのが必然である。従って、上記構成によれば、特殊な焼き入れ等を行なうことなく、簡素な構成にて、キーリングが圧入される部分における高い剛性を確保して、より安定した滑りトルクを発生させることができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記ステアリングシャフトの途中には、トーションバーが設けられるものであって、前記キーリングが前記圧入される部位は、前記トーションバーの固定部であること、を要旨とする。
【００１２】
即ち、トーションバーの固定部については、より高い剛性が確保されるのが一般的である。そして、当該トーションバーを固定する軸状部材が中空状をなすものであったとしても、その端部内周において同トーションバーを固定することにより中空部が埋められた中実状態となる。従って、上記構成によれば、より高い剛性を確保して、更に安定した滑りトルクを発生させることができるようになる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記ロックバー挿入部は、前記ステアリングシャフトに対する圧入部の径方向外側に形成されること、を要旨とする。
即ち、このように構成することで、キーリングの厚みが薄くなり、その剛性が低くなる可能性がある。このため、その剛性低下を踏まえて、ステアリングシャフト側において高い剛性を確保することが望ましい。従って、上記のような構成を有するキーリングを使用するものについて適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記キーリングは、径方向への押圧力を発生する環状のバネ部材を介して前記ステアリングシャフトに前記嵌合されるものであって、該キーリングの端部内周には、鍔部が設けられること、を要旨とする。
【００１５】
即ち、環状のバネ部材の軸方向長さの中心位置と、上記ロックバーの軸方向長さの中心位置とは必ずしも一致しないため、ロックバーの挿入により、キーリングとステアリングシャフトの軸心がずれる（偏向する）所謂倒れ込みが発生するおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、鍔部によりキーリングとステアリングシャフトとの間の隙間を小さくすることで、こうしたキーリングの倒れ込みを防止することができる。その結果、より安定して滑りトルクを発生させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡素な構成にて、より安定した滑りトルクを発生させることが可能なステアリング装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるステアリング装置のステアリングコラム近傍の断面図。
【図２】キーリング近傍の拡大断面図。
【図３】別例のステアリング装置のステアリングコラム近傍の断面図。
【図４】別例のキーリング近傍の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のステアリング装置１のステアリングコラム近傍の断面図、図２は、そのキーリング近傍の拡大図である。図１に示すように、一端（同図中、右側の端部）にステアリング（図示略）が固定されることによりステアリングシャフト２の入力側端部を構成するコラムシャフト３は、軸受４に軸支されることによりステアリングコラム６内において回転可能に収容されている。そして、その他端（同図中、左側の端部）が自在継手を介してインターミディエイトシャフト（図示略）に連結されることにより、そのステアリング操作に伴う回転、及び操舵トルクが、ステアリングギヤ（ラック＆ピニオン機構）等の図示しない転舵輪の舵角を変更する転舵機構へと伝達されるようになっている。
【００１９】
また、本実施形態のステアリング装置１は、軸方向におけるステアリング位置の調整を可能とするテレスコ機能を有している。詳述すると、本実施形態のコラムシャフト３は、ステアリングが固定されることにより同コラムシャフト３のステアリング側の端部を構成する中空状の第１軸８と、該第１軸８にスプライン嵌合されることにより同第１軸８の軸方向への摺動を許容する第２軸９とを備えている。また、ステアリングコラム６は、軸受４を介して第１軸８を収容支持するアウタチューブ１１と、第２軸９を収容するインナチューブ１２とを備えており、アウタチューブ１１は、その内周にインナチューブ１２が挿入されることにより同インナチューブ１２に対して軸方向に摺動可能に設けられている。そして、これらアウタチューブ１１の外周に設けられたテレスコユニット１３によって、インナチューブ１２及び第２軸９に対してアウタチューブ１１及び第１軸８を相対移動させることにより、その軸方向におけるステアリング位置を調整可能な構成となっている。
【００２０】
尚、本実施形態のステアリングコラム６は、図示しないリンク機構により上下方向に傾動可能に支持されている。そして、当該ステアリングコラム６とともにコラムシャフト３を傾動させることにより、上下方向におけるステアリング位置の調整を可能とするチルト機能を実現する構成となっている。
【００２１】
また、本実施形態のステアリング装置１は、所謂コラム式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されている。そして、本実施形態のコラムシャフト３は、上記のように第１軸８に連結された第２軸９の他端にそのＥＰＳアクチュエータ１５の出力軸１６を連結することにより形成されている。
【００２２】
詳述すると、出力軸１６は、軸受１７〜１９に軸支されることにより、ＥＰＳアクチュエータ１５のハウジング２１内において、回転自在に収容されている。そして、上記第２軸９は、この出力軸１６の一端（同図中、右側の端部）に連結されている。具体的には、第２軸９は、その反ステアリング側の端部（同図中、左側の端部）に形成された中空状のスプライン嵌合部９ａに出力軸１６のステアリング側の端部（同図中、右側の端部）が挿入され、スプライン嵌合されることにより、トルク伝達可能に同出力軸１６と連結されている。そして、この連結により、第２軸９は、インナチューブ１２内に突出する態様で、同インナチューブ１２内において回転自在に収容されている。
【００２３】
また、出力軸１６の外周には、ホイールギヤ２２が固定されている。そして、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１５は、このホイールギヤ２２及び図示しないウォームギヤにより構成される変速機構によりモータ２０の回転を減速してその出力軸１６に伝達することにより、操舵系に対してアシスト力を付与することが可能な構成となっている。
【００２４】
ここで、本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１５には、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）を介して伝達される操舵トルクを検出するためのトルクセンサ２３が内蔵されている。
【００２５】
詳述すると、ＥＰＳアクチュエータ１５の出力軸１６は、トーションバー２４を介して二軸を連結、詳しくは上記第２軸９に連結される第３軸２５と上記ホイールギヤ２２が設けられた第４軸２６とを連結することにより構成されている。具体的には、第３軸２５及び第４軸２６は、ともに中空状に形成されており、トーションバー２４は、これら第３軸２５及び第４軸２６内に挿通されている。尚、第３軸２５は軸受１７，１８により、また第４軸は軸受１９により、それぞれ回転自在にＥＰＳアクチュエータ１５のハウジング２１に支持されている。そして、トーションバー２４は、その両端が、それぞれ対応する第３軸２５及び第４軸２６の端部、詳しくは一端は第３軸２５のステアリング側の端部内周（同図中、右側の端部）に固定され、他端は第４軸２６の反ステアリング側の端部内周（同図中、左側の端部）に固定されている。
【００２６】
また、第３軸２５の外周には、マグネット２７が固着されるとともに、ＥＰＳアクチュエータ１５のハウジング２１には、その同マグネット２７と対向する位置に、その磁束変化を検出可能な磁気センサ（ホールＩＣ）２８が設けられている。そして、本実施形態のトルクセンサ２３は、第３軸２５と第４軸２６との間の捻れ角、即ちトーションバー２４の捻れを、この磁気センサ２８により磁束変化として検知することにより、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）を介して伝達される操舵トルクを検出する構成となっている。
【００２７】
次に、本実施形態のステアリングシャフト（コラムシャフト）に設けられたキーリングについて説明する。
本実施形態のステアリング装置１には、イグニッションキー未挿入時におけるステアリングシャフト２の回転を規制するキーロック機構（ステアリングロック機構）が設けられている。そして、図１及び図２に示すように、ステアリングシャフト２には、そのロックバー３０の挿入により、同ステアリングシャフト２の回転を規制するキーリング３１が設けられている。
【００２８】
詳述すると、図２に示すように、略円筒形状をなすキーリング３１は、圧入によりコラムシャフト３の外周に嵌合されている。具体的には、本実施形態では、キーリング３１は、コラムシャフト３を構成する第２軸９と第３軸２５とがスプライン嵌合により連結された部位の径方向外側、軸方向において略同一位置に圧入されている。即ち、スプライン嵌合部９ａの径方向外側に圧入されている。また、このキーリング３１が圧入される部位は、上記のように第３軸２５がトーションバー２４の端部を相対回転不能に固定する部位、即ち高い剛性が確保されるとともに、トーションバー２４により中空部が埋められることで所謂中実状態となった部分にもなっている。そして、キーリング３１の外周には、その全周に亘って上記ロックバー３０が挿入される複数の条溝３３ａが凹設されたロックバー挿入部３３が形成されている。即ち、本実施形態のキーリング３１では、ロックバー挿入部３３は、コラムシャフト３への圧入部の径方向外側に形成されている。
【００２９】
さらに詳述すると、本実施形態では、キーリング３１は、径方向の押圧力を発生する環状のバネ部材であるトレランスリング３４を内周に介在させた状態で、上記のようにコラムシャフト３に圧入され、嵌合される。尚、トレランスリング３４は、軸方向長さを有する環状若しくはＣ字状の基部３４ａの全周に亘り径方向外側に向って突出する複数の膨出部３４ｂを形成したバネ部材であり、その介在された二部材間の摩擦力を安定化させる機能を有している。
【００３０】
具体的には、キーリング３１は、その一方の軸方向端部内周（本実施形態では、反ステアリング側の端部、同図中、左側の端部）にトレランスリング３４を配した状態で、コラムシャフト３に圧入される。これにより、キーリング３１の内周には、そのトレランスリング３４が介在された部分に、該トレランスリング３４の各膨出部３４ｂに対応する複数の凹凸を有する収容凹部３５が形成される。そして、本実施形態では、キーリング３１の内周における当該収容凹部３５とは反対側の軸方向端部（本実施形態では、ステアリング側の端部、同図中、右側の端部）、つまり、同収容凹部３５の形成されない側の端部内周には、径方向内側に突出する鍔部（フランジ）３６が形成されている。
【００３１】
即ち、キーリング３１の圧入後、当該キーリング３１とコラムシャフト３との間の摩擦力を安定化させるために設けられた上記トレランスリング３４の軸方向長さの中心位置Ｌ１と、上記ロックバー３０の軸方向長さの中心位置Ｌ２とは必ずしも一致しない。そして、これにより、ロックバー３０の挿入により、キーリング３１とコラムシャフト３の軸心がずれる（偏向する）状態、即ち所謂倒れ込みが発生するおそれがある。
【００３２】
しかしながら、上記鍔部３６を設けて、当該部分におけるキーリング３１とコラムシャフト３との間の隙間を小さくすることで、こうしたキーリング３１の倒れ込みを防止することができる。そして、本実施形態では、これにより、キーリング３１とコラムシャフト３との間の摩擦力を超える操舵トルクが入力された場合に、当該キーリング３１が摺動する際に生ずる摩擦力に対応したトルク、即ち滑りトルクの安定化を図る構成となっている。
【００３３】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）キーリング３１は、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）を構成する第２軸９と第３軸２５とがスプライン嵌合により連結された部位の径方向外側、軸方向において略同一位置に圧入される。
【００３４】
即ち、各軸状部材間の接続部については、当該接続部以外の部位よりもその剛性が高くなるように形成するのが一般的である。そして、その接続が嵌合による場合、両者が中空状に形成されている場合であったとしても、当該嵌合部分については、その肉厚が厚くなることで剛性が高まるのが必然である。従って、上記構成によれば、特殊な焼き入れ等を行なうことなく、簡素な構成にて、キーリング３１が圧入される部分における高い剛性を確保して、より安定した滑りトルクを発生させることができるようになる。
【００３５】
（２）キーリング３１が圧入される部位は、第３軸２５がトーションバー２４の端部を相対回転不能に固定する部位である。
即ち、トーションバー２４の固定部については、より高い剛性が確保されるのが一般的である。そして、その端部内周においてトーションバー２４を固定することにより、その中空部が埋められた中実状態となる。従って、上記構成によれば、より高い剛性を確保して、更に安定した滑りトルクを発生させることができるようになる。
【００３６】
（３）キーリング３１において、ロックバー挿入部３３は、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）に対する圧入部の径方向外側に形成される。即ち、このように構成することで、キーリングの厚みが薄くなり、その剛性が低くなる可能性がある。このため、その剛性低下を踏まえて、ステアリングシャフト側において高い剛性を確保することが望ましい。従って、このような構成を有するキーリングを使用する場合について、上記（１）（２）の構成を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【００３７】
（４）キーリング３１は、径方向の押圧力を発生する環状のバネ部材であるトレランスリング３４を内周に介在させた状態で、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）に圧入される。そして、キーリング３１端部内周には、径方向内側に突出する鍔部（フランジ）３６が形成される。
【００３８】
即ち、トレランスリング３４の軸方向長さの中心位置Ｌ１と、上記ロックバー３０の軸方向長さの中心位置Ｌ２とは必ずしも一致しないため、ロックバー３０の挿入により、キーリング３１とコラムシャフト３の軸心がずれる所謂倒れ込みが発生するおそれがある。しかしながら、上記構成によれば、鍔部３６によりキーリング３１とコラムシャフト３との間の隙間を小さくすることで、こうしたキーリング３１の倒れ込みを防止することができる。その結果、より安定して滑りトルクを発生させることができるようになる。
【００３９】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、キーリング３１において、ロックバー挿入部３３は、ステアリングシャフト２（コラムシャフト３）への圧入部の径方向外側に形成されることとした。しかし、これに限らず、本発明は、図３及び図４に示すステアリング装置４１のように、ロックバー挿入部４３とステアリングシャフト２（コラムシャフト３）への圧入部（トレランスリング３４の収容凹部４４）とが軸方向にオフセットされたキーリング４５を用いるものについて適用してもよい。即ち、この場合、キーリング４５の内周に介在されるトレランスリング３４が、嵌合によりステアリングシャフト２を構成する各軸状部材（第２軸９及び第３軸２５）が接続された部位（スプライン嵌合部９ａ）の径方向外側に配置されるよう、当該キーリング４５を圧入するとよい。
【００４０】
・本実施形態では、キーリング３１は、ＥＰＳアクチュエータ１５の出力軸１６を構成する第３軸２５と第２軸９とが連結される部位に圧入されることした。しかし、これに限らず、ステアリングシャフト２を構成する各軸状部材が嵌合により接続された部位に圧入される構成であればよい。また、その各軸状部材間の接続部位は、必ずしもトーションバーの固定部でなくともよい。
【００４１】
・本実施形態では、第２軸９は、出力軸１６が挿入されるその反ステアリング側の端部に形成されたスプライン嵌合部９ａのみが中空状であるが、その軸方向全長に亘って中空状である軸状部材を用いるものに適用してもよい。
【００４２】
・更に、本実施形態では、本発明をコラム式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されたステアリング装置１に具体化したが、それ以外のステアリング装置に適用してもよく、ステアリングシャフトにおけるキーリングの設置場所についても、コラムシャフトに限るものではない。
【００４３】
・また、ステアリングシャフトを構成する軸状部材の数についても特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４４】
１，４１…ステアリング装置、２…ステアリングシャフト、３…コラムシャフト、６…ステアリングコラム、８…第１軸、９…第２軸、９ａ…スプライン嵌合部、１１…アウタチューブ、１２…インナチューブ、１３…テレスコユニット、１５…ＥＰＳアクチュエータ、１６…出力軸、２０…モータ、２１…ハウジング、２２…ホイールギヤ、２３…トルクセンサ、２４…トーションバー、２５…第３軸、２６…第４軸、３０…ロックバー、３１，４５…キーリング、３３，４３…ロックバー挿入部、３３ａ…条溝、３４…トレランスリング、３５，４４…収容凹部、３６…鍔部、Ｌ１，Ｌ２…中心位置。
【図１】
2010105653.tif 000003
【図２】
2010105653.tif 000004
【図３】
2010105653.tif 000005
【図４】
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